Фото и видео

Новости (архив)


Контакты

contact@forca.ru

Содержание материала

ГЛАВА ДЕВЯТНАДЦАТАЯ
СУШКА И ОТДЕЛКА АКТИВНОЙ ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

1. ТЕРМОВАКУУМНАЯ ОБРАБОТКА
Сушка является одним из важнейших технологических процессов производства трансформаторов. Она имеет целью удаление влаги из твердой изоляции трансформатора, состоящей в основном из волокнистых материалов (картон, бумага), для обеспечения возможно более высокой электрической прочности изоляции. На рис. 19-1 показано изменение электрической прочности электрокартона при различном влагосодержании [Л. 8].
Диаграмма пробивных напряжений электрокартона
Рис. 19-1. Диаграмма пробивных напряжений электрокартона толщиной 2 мм, пропитанного маслом и непропитанного при различном содержании влаги.

Для пробоя хорошо высушенного и пропитанного трансформаторным маслом электрокартона толщиной 2 мм необходимо напряжение переменного тока порядка 80 кВ. Если картон полностью высушен, т. е. содержание влаги в нем равно нулю, но он не пропитан маслом, его пробивное напряжение ниже, чем пропитанного, в 3 раза и составляет около 24 кВ.
При хранении электрокартона на складе его влажность составляет в среднем 6,5%, а пробивное напряжение—18 кВ. Если влажность достигает 10%, пробивное напряжение снижается до 13 кВ, т. е. в 6 раз меньше, чем у сухого, пропитанного маслом. Наконец, если электрокартон увлажняется (например, при транспортировке) и содержит 17% влаги, его пробивное напряжение составляет 3 кВ, что в 8 раз меньше, чем у сухого непропитанного, и почти в 27 раз меньше, чем у пропитанного маслом электрокартона.
Сушка основана на использовании явлений влагопроводности и диффузии пара с нагретой поверхности изоляции.
Процесс сушки включает нагрев изоляции конвекцией и излучением, парообразование и диффузию пара с поверхности изоляции в окружающее пространство, а также перемещение влаги из внутренних слоев изоляции наружу.
Внутри материала влага перемещается в основном в виде пара из мест с большим содержанием влаги в места с меньшим ее содержанием (влагопроводность) и из мест с более высокой температурой в места с низшей температурой (тепловлагопроводность).

Зависимость температуры кипения воды от давления воздуха
Рис. 19-2. Зависимость температуры кипения воды от давления воздуха.

Поэтому для ускорения перемещения влаги на поверхность материалов необходимо обеспечить быстрый и хороший прогрев всей активной части трансформатора. Для ускорения сушки применяется максимально допустимая для волокнистой изоляции трансформатора температура 100—110° С.
В процессе сушки влага, содержащаяся в материале, перемещается из его толщи к поверхности и затем с поверхности в окружающую среду. Переход влаги с поверхности материала в окружающую среду обусловлен разностью давлений пара непосредственно на поверхности материала и в окружающей среде: чем ниже давление паров в окружающей среде по сравнению с давлением на поверхности, тем интенсивнее будет происходить удаление влаги с поверхности материала. Вакуум служит для снижения температуры парообразования (зависимость которой от абсолютного давления показана на рис. 19-2) и удаления водяных паров из шкафа для поддержания на низком уровне относительной влажности воздуха в сушильном шкафу. Следовательно, для ускорения сушки необходимо снижать давление паров в сушильном шкафу — сушить под вакуумом и повышать давление на поверхности материала нагревом.
Для обеспечения высокой электрической прочности изоляционных материалов недостаточно извлечь из них влагу. Вслед за сушкой необходимо их тщательно пропитать трансформаторным маслом с тем, чтобы оно проникло во все поры и капилляры между волокнами, вытеснив из них оставшийся воздух.
Существуют три основных метода нагрева изоляции активной части трансформатора в процессе термовакуумной обработки: горячим воздухом, горячим маслом, в паровой фазе.
Представляет интерес метод сушки трансформаторов большой мощности в собственном баке циркуляцией нагретого масла под вакуумом [Л. 39]. На рис. 19-3 показана схема сушки трансформатора по этому методу.
Схема сушки трансформатора циркуляцией нагретого масла под вакуумом
Рис. 19-3. Схема сушки трансформатора циркуляцией нагретого масла под вакуумом. 1 — гибкий шланг; 2 — нагреватели масла; 3 — пульверизатор; 4 — вакуумный насос; 5 — трансформатор, подвергающийся сушке; 6 — регулирующее устройство; 7 — масляный насос.

Для окончательной сушки и пропитки маслом изоляции активной части в баке трансформатора создают вакуум, проверяют всю систему на отсутствие тяги и заливают небольшое количество масла. Затем это масло удаляют из нижней части бака, прогоняют через систему подогрева и направляют обратно в верхнюю часть. Интенсивный поток масла, равномерно распределенный пульверизаторами под каждой фазой, очень быстро нагревает изоляцию, не подвергая ее опасности чрезмерного перегрева. По мере того, как горячее масло пульверизируется в бак с выкачанным воздухом, всякая влага, подхваченная маслом при протекании его через изоляцию, немедленно испаряется и удаляется из системы. Когда трансформатор высушен, масло выпускают и производят заливку маслом под вакуумом.
Наиболее эффективным способом прогрева является метод использования в качестве теплоносителя паров низкотемпературных фракций нефтяных дисцилляров. Применяют керосин, растворители типа уайт-спирита, легкие фракции трансформаторных масел. При нагреве парофазой температуру прогрева изоляции можно повышать до 135° С без опасения ускоренного разрушения нормальной изоляции.
Некоторые зарубежные фирмы применяют принудительную циркуляцию через шкаф нагретого воздуха, другие — дополнительный внутренний нагрев изоляции постоянным током в обмотках.

На отечественных трансформаторных заводах преобладает метод нагрева изоляции активной части трансформатора горячим воздухом в вакуум-сушильных шкафах по специальным режимам.